Adipositas ist für Betroffene und das Gesundheitssystem eine enorme Her-ausforderung. Therapieansätze zeigen nur geringe Effekte, woraus die Not-wendigkeit zur Optimierung bestehender Therapiekonzepte resultiert. Ob-wohl ätiologische Modelle darauf hinweisen, dass die körperliche Aktivität, digitale Mediennutzung und soziodemografische Faktoren eine wesentliche Bedeutung für die Adipositas besitzen, besteht ein erheblicher Mangel an Evidenz im Hinblick auf die Ausprägung und das Zusammenwirken dieser Merkmale bei 11-17-jährigen Adipositastherapieteilnehmern. Resultierend wurden soziodemografische, aktivitäts- und mediennutzungsbezogene Merkmale von Therapieteilnehmern explorativ erfasst und einer Kontroll-gruppe gegenübergestellt. Es wurde geprüft, inwieweit Zusammenhänge zwischen den genannten Merkmalen bestanden und inwiefern eine Identifi-kation von aktivitäts- und medienbezogenen Verhaltensmustern bei Thera-pieteilnehmern möglich war. Die Ergebnisse indizieren trotz Limitationen, dass Therapieteilnehmer in einem geringeren Maß vereinsge- und unge-bunden sportlich aktiv waren. Soziodemografische Merkmale beeinflussten dabei die sportliche Aktivität maßgeblich. Dennoch war die Fall- sowie Kon-trollgruppe in gleichermaßen geringem Umfang körperlich aktiv. Die Medi-ennutzungsumfänge beider Gruppen übertrafen die Empfehlungen deutlich, wobei Therapieteilnehmer Medien täglich 49 Minuten umfangreicher nutz-ten. Das Geschlecht und die Schulform hatten dabei wesentlichen Einfluss auf die Gesamt- sowie Einzelmediennutzungsumfänge. Mehrheitlich konnten keine negativen Zusammenhänge zwischen der körperlichen Aktivität und Mediennutzung festgestellt werden. Die Clusteranalysen zeigten spezifische Verhaltensmuster, die in einzelnen Clustern auf die Verdrängung oder aber die Unabhängigkeit von Mediennutzung und körperlicher Aktivität hinweisen. Diese Gegensätzlichkeit innerhalb der Stichprobe weist auf die Komplexität der Zusammenhänge hin und deutet an, dass weitere Studien notwendig sind, um ein besseres Verständnis der zugrundeliegenden Mechanismen zu erlangen und Ableitungen für die Konzeption von Therapiekonzepten zu tref-fen.:Inhaltsverzeichnis ABBILDUNGSVERZEICHNIS 14 TABELLENVERZEICHNIS 15 ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS 18 1 EINLEITUNG 20 2 THEORETISCHER HINTERGRUND 23 2.1 Epidemiologische Grundlagen von Übergewicht und Adipositas 23 2.1.1 Begriffsbestimmung 23 2.1.2 Prävalenz 24 2.1.3 Folgen 24 2.1.3.1 Individuelle Folgen 25 2.1.3.2 Folgen für das Gesundheitssystem 25 2.1.4 Erklärungsmodelle und Einflussfaktoren 26 2.2 Ausgewählte ätiologische Einflussfaktoren und deren Zusammenwirken 29 2.2.1 Körperliche Aktivität 30 2.2.1.1 Begriffsbestimmung 30 2.2.1.2 Determinanten der körperlichen Aktivität 32 2.2.1.3 Aktivitätsverhalten von Kindern und Jugendlichen 38 2.2.2 Mediennutzung 42 2.2.2.1 Begriffsbestimmung 42 2.2.2.2 Determinanten der Mediennutzung 43 2.2.2.3 Mediennutzungsverhalten von Kindern und Jugendlichen 49 2.3 Zusammenhänge zwischen körperlicher Aktivität, Mediennutzung und Übergewicht 54 2.3.1 Überlegungen zur Bedeutung der Zeit für die Analyse von Zusammenhängen zwischen Verhaltensweisen 54 2.3.2 Zusammenhänge zwischen Mediennutzung und körperlicher Aktivität 55 2.3.3 Zusammenhänge zwischen körperlicher Aktivität, Mediennutzung sowie Übergewicht und Adipositas 59 2.3.3.1 Zusammenhänge zwischen Mediennutzung und Übergewicht 60 2.3.3.2 Zusammenhänge zwischen körperlicher Aktivität und Übergewicht 61 2.3.3.3 Multiple Zusammenhänge zwischen körperlicher Aktivität, Mediennutzung sowie Übergewicht 62 2.3.4 Typisierung von aktivitäts- und medienbezogenen Verhaltensmustern 63 2.4 Therapie der juvenilen Adipositas 68 2.4.1 Ziele der juvenilen Adipositastherapie 68 2.4.1.1 Aktivitätsbezogene Therapieziele 68 2.4.1.2 Medienbezogene Therapieziele 69 2.4.2 Inhalte der juvenilen Adipositastherapie 69 2.4.2.1 Aktivitätsbezogene Therapieinhalte 70 2.4.2.2 Medienbezogene Therapieinhalte 71 2.4.3 Methoden der juvenilen Adipositastherapie 72 2.4.4 Wirksamkeit der juvenilen Adipositastherapie 74 2.4.4.1 BMI 76 2.4.4.2 Gesundheitliche Risikofaktoren 76 2.4.4.3 Verhalten 77 2.4.4.4 Lebensqualität 78 2.5 Zusammenfassung des Forschungsstandes 80 3 FRAGESTELLUNGEN 89 4 METHODEN 91 4.1 Studienkonzeption 91 4.1.1 Vorstudie 91 4.1.1.1 Publikationen zur Vorstudie 91 4.1.2 Hauptuntersuchung 92 4.1.2.1 Publikationen zur Hauptuntersuchung 92 4.2 Methoden zur Reduktion der Zufallsvariabilität 92 4.2.1 Vermeidung von systematischen Fehlern 92 4.2.2 Vermeidung von verzerrenden Störgrößen 93 4.3 Rahmenbedingungen und Stichprobenrekrutierung 95 4.3.1 Fallgruppenrekrutierung 95 4.3.2 Kontrollgruppenrekrutierung 95 4.3.3 Ablauf des Pairmatching-Verfahrens 96 4.4 Studienteilnehmer 96 4.4.1 Gesamte Fallgruppe 97 4.4.1.1 Stichprobencharakteristik 97 4.4.2 Pairgematchte Fall- und Kontrollgruppe 98 4.4.2.1 Stichprobencharakteristik 98 4.5 Messinstrumente 99 4.5.1 Fragebogen 99 4.5.1.1 Erfassung soziodemografischer Merkmale 100 4.5.1.2 Erfassung der körperlichen Aktivität 101 4.5.1.3 Erfassung der digitalen Mediennutzung 103 4.6 Statistische Analysen 105 4.6.1 Datenbank- und Analysesoftware 105 4.6.2 Datentransformation und fehlende Werte 105 4.6.2.1 Datencodierung 105 4.6.2.2 Indexbildung 106 4.6.2.3 Gruppenbildung und stratifizierte Analyse 106 4.6.2.4 Fehlende Werte 106 4.6.3 Deskriptive Datenanalyse 107 4.6.4 Inferenzstatistische Datenanalyse 107 4.6.4.1 Analyse von Unterschieden 107 4.6.4.2 Analyse von bivariaten Zusammenhängen 108 4.6.5 Multivariate Analysen 110 4.6.5.1 Clusteranalyse 110 4.6.5.2 Diskriminanzanalyse 112 5 ERGEBNISSE 113 5.1 Soziodemografisch stratifizierte Analysen von Kindern und Jugendlichen mit Übergewicht und Adipositas 113 5.1.1 Körperliche Aktivität 113 5.1.1.1 Personeller und institutioneller Bezugsrahmen 113 5.1.1.2 Vereinsgebundene körperlich-sportliche Aktivität 116 5.1.1.3 Vereinsunabhängige körperlich-sportliche Aktivität 117 5.1.1.4 Umfänge der körperlichen Aktivität 120 5.1.2 Medien 122 5.1.2.1 Medienzugang und -besitz 122 5.1.2.2 Mediennutzungsumfänge 127 5.1.3 Multivariate Analysen 135 5.1.3.1 Cluster- und Diskriminanzanalyse der 11-13-Jährigen 135 5.1.3.2 Cluster- und Diskriminanzanalyse der 14-17-Jährigen 140 5.2 Analyse der pairgematchten Fall- und Kontrollgruppe 144 5.2.1 Körperliche Aktivität 144 5.2.1.1 Mitgliedschaft im Sportverein 144 5.2.1.2 Umfänge der körperlichen Aktivität 145 5.2.2 Medienbesitz und -nutzung 148 5.2.2.1 Medienzugang und eigener Medienbesitz 148 5.2.2.2 Umfänge der Mediennutzung 153 5.2.3 Bivariate Zusammenhänge zwischen körperlicher Aktivität und Mediennutzung 160 6 DISKUSSION 162 6.1 Zusammenfassung der Ergebnisse 162 6.1.1 Körperliche Aktivität 162 6.1.2 Medienbesitz und Mediennutzung 166 6.1.3 Zusammenhänge zwischen körperlicher Aktivität und Mediennutzung 172 6.1.3.1 Bivariate Zusammenhänge zwischen der körperlichen Aktivität und der Mediennutzung 172 6.1.3.2 Multivariate Zusammenhänge zwischen der körperlichen Aktivität und der Mediennutzung 174 6.2 Implikationen für die Therapiekonzeption 179 6.3 Methodische Limitationen 183 6.4 Zusammenfassung und Ausblick 186 LITERATUR 191 ANHANG 205 A-1 Abbildung der Onlinequellen 204 A-2 Erhebungsinstrumente 213 A-3 Exkurs Mediengeschichte 225 SELBSTÄNDIGKEITSERKLÄRUNG 227

Die Arbeit untersucht die Annahme einer unterschiedlichen Gewichtung von distinktiven enzyklopädischen, funktionalen und sensorischen Merkmalen innerhalb der Repräsentationen von Objekten der belebten und unbelebten semantischen Domäne. Hierzu wurde ein Reaktionszeitexperiment zur Merkmalsverifikation durchgeführt. Vorab wurden deutsche Normen über das geschätzte Erwerbsalter für 244 Stimuli aus dem Korpus von Snodgrass & Vanderwart (1980) erhoben. Weiterhin wurde eine Datenbank von Merkmalsnormen für 80 konkrete Objektbegriffe erstellt. Insgesamt wurden zwei Reaktionszeitexperimente durchgeführt, die sich lediglich durch die Darbietungsdauer des Konzeptbegriffes unterschieden. Der Konzeptbegriff wurde entweder 1000 ms (lange Darbietung) oder 250 ms (kurze Darbietung) präsentiert, bevor das zu verifizierende semantische Merkmal erschien. Bei langer Präsentationszeit des Objektbegriffes zeigten sich für Objekte der unbelebten Domäne schnellere Reaktionszeiten beim Verifizieren von distinktiven funktionalen Merkmalen als beim Verifizieren von distinktiven enzyklopädischen Merkmalen. Dieser Effekt wurde bei kurzer Darbietungsdauer des Konzeptbegriffes repliziert. Bei kurzer Darbietung konnten für Objekte der unbelebten Domäne zusätzlich kürzere Reaktionszeiten beim Verifizieren distinktiver funktionaler Merkmale als beim Verifizieren distinktiver sensorischer Merkmale beobachtet werden. Für Objekte der belebten Domäne lagen weder nach kurzer noch nach langer Präsentation des Objektbegriffes Unterschiede in den Reaktionszeiten beim Verifizieren der semantischen Merkmale vor. Die Ergebnisse werden vor dem Hintergrund aktueller neurolinguistischer Modelle zur Organisation des semantischen Gedächtnisses diskutiert. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass innerhalb der Objektrepräsentationen belebter Objekte alle drei Merkmalstypen interkorrelieren. Für Objekte der unbelebten Domäne werden starke Interkorrelationen zwischen funktionalen und sensorischen Merkmalen angenommen. Zusätzlich wird davon ausgegangen, dass distinktive funktionale Merkmale innerhalb der Repräsentationen unbelebter Objekte besonders stark gewichtet sind. / The study investigates the assumption of a differential weighting of distinctive encyclopaedic, functional and sensory semantic attributes within the concept representations of living and nonliving objects. A speeded feature verification task was conducted. In order to control the stimuli for various aspects, German norms were collected of estimated age of acquistion for 244 stimuli of the Snodgrass and Vanderwart (1980) pictures. In addition, a feature listing study was carried out for 80 concrete living and nonliving concepts. Two reaction time experiments were conducted with different duration times of the presented object name. In Experiment 1 (long duration time), the object name was presented for 1000 ms, whereas in Experiment 2 (short duration time), the object name was presented for 250 ms before the semantic feature appeared. With long duration time, distinctive functional features of nonliving objects were verified faster than distinctive encyclopaedic features. This effect was replicated in Experiment 2 after short presentation of the object names. In addition, in Experiment 2, shorter reaction times were observed for functional features than for sensory features of nonliving objects. For living objects, no differences were observed in verifying the different feature types neither in Experiment 1 nor in Experiment 2. The results are discussed within the framework of different models of semantic memory. The results suggest that within the category of living objects, distinctive encyclopaedic, functional and sensory features are highly intercorrelated. For nonliving objects, it is assumed that distinctive sensory and functional but not encyclopaedic features are highly intercorrelated. In addition, distinctive functional features of nonliving objects seem to be weighted more strongly than distinctive sensory features within the object representations of nonliving objects.

從共犯從屬性所提出「共犯之成立以正犯行為之存在為必要」的基本命題，可推導出「共犯不法從屬」以及「共犯不法不能獨立存在」等共犯性質。由此可知，共犯從屬性並不僅是形式上的共犯成立要件問題，更在實質上涉及共犯不法的特殊性質。因此對於共犯從屬性法理基礎的探討，毋寧應從共犯概念的最上位問題出發，亦即共犯概念究竟從何而來，對於共犯為何要加以處罰？ 基此，本文首先討論共犯在犯罪體系中的定位問題，以確定在討論共犯犯罪結構時應有之出發點。在此基礎上，進一步討論共犯之處罰基礎，亦即針對共犯在犯罪體系上之特殊地位，探討其處罰根據何在，藉此形塑共犯不法的內涵，以獲得對於共犯不法從屬性質的理解。承此結論，本文繼續說明「共犯成立以正犯行為存在為必要」此命題之法理依據，並據此討論：一、共犯從屬型態；二、未遂教唆之體系定位以及；三、預備犯之共犯等共犯從屬性適用問題。本文最後則處理共犯從屬性於身分犯罪之適用問題，以期能就刑法第31條尋得與共犯從屬性相符之處理方案。

Die Progressive Supranukleäre Blickparese (PSP) ist eine sporadisch auftretende neurodegenerative Erkrankung im Rahmen der atypischen Parkinson-Syndrome (APS), die im frühen Verlauf häufig mit dem Idiopathischen Parkinson-Syndrom (IPS) verwechselt wird. Dabei ist die Dysarthrie als eine erworbene, zentral bedingte sprechmotorische Störung ein häufiges und früh auftretendes Symptom bei PSP. Bislang spricht man von einer eher unspezifischen „gemischten“ Dysarthrie aus hypokinetischen, spastischen und auch ataktischen Komponenten. Im Rahmen einer explorativen Querschnittsstudie am „Fachkrankenhaus für Bewegungsstörungen und Parkinson“ Beelitz-Heilstätten in Kooperation mit der „Entwicklungsgruppe Klinische Neuropsychologie“ München (EKN) sowie der „Interdisziplinären Ambulanz für Bewegungsstörungen“ am Klinikum München-Großhadern wurden 50 Patienten dahingehend untersucht, ob sich für die Progressive Supranukleäre Blickparese (PSP) eine spezielle, frühzeitig zu diagnostizierende und differentialdiagnostisch relevante Dysarthrie beschreiben ließe. In diesem Zusammenhang soll geklärt werden, ob es sich um phänotypische Ausprägungen im Rahmen eines Störungsspektrums handelt oder ob sich differenzierbare Subtypen der Krankheit, insbesondere ein „klassischer“ PSP-Typ (PSP-RS) und ein „atypischer“ PSP-Typ (PSP-P), auch im Bereich der Dysarthrie zeigen. Im Rahmen der Untersuchungen wurde der Schweregrad der Erkrankung mittels der „PSP-sensitiven Ratingskala (PSPRS)“ gemessen. Die Dysarthriediagnostik erfolgte anhand der „Bogenhausener Dysarthrieskalen (BoDyS)“ zur Beschreibung der Art und Ausprägung der Dysarthrie bei PSP. Die Verständlichkeit wurde mithilfe des „Münchner Verständlichkeits-Profils (MVP)" sowie eines weiteren Transkriptionsverfahrens ermittelt, wobei Ausschnitte aus den Tests zum Lesen und Nachsprechen der BoDyS zugrunde lagen. Weiterhin erfolgte eine Einschätzung der Natürlichkeit des Sprechens. Die Ergebnisse hinsichtlich des Einflusses von Natürlichkeit und Verständlichkeit des Sprechens auf den Schweregrad der Dysarthrie zeigten, dass dieser modalitätenübergreifend mit beiden Schweregradaspekten korreliert, wenngleich es offenbar die Natürlichkeit des Sprechens ist, die bei PSP bereits frühzeitig beeinträchtigt ist und somit als das entscheidende differentialdiagnostische Kriterium zur Differenzierung zwischen beiden PSP-Subtypen zu beurteilen ist, möglicherweise auch gegenüber anderen Parkinson-Syndromen. Anhand statistisch valider Ergebnisse konnten spezifische Störungsmerkmale der Dysarthrie extrahiert werden, die eine signifikante Trennung von PSP-RS und PSP-P ermöglichen: eine leise und behaucht-heisere Stimme sowie ein verlangsamtes Sprechtempo und Hypernasalität. Damit können für die hier fokussierten Subtypen der PSP zwei unterschiedliche Dysarthrietypen postuliert werden. Danach wird dem Subtyp PSP-RS eine spastisch betonte Dysarthrie mit ausgeprägter Verlangsamung des Sprechtempos zugeordnet, dem Subtyp PSP-P hingegen eine hypokinetische Dysarthrie mit behaucht-heiserer Hypophonie. Desweiteren konnte ein „Dysarthrie-Schwellenwert“ als Zusatzkriterium für eine zeitliche Differenzierung beider PSP-Subtypen ermittelt werden. Anhand der Daten zeigte sich die Dysarthrie bei dem Subtyp PSP-RS gleich zu Beginn der Erkrankung, jedoch spätestens 24 Monate danach. Hingegen konnte die Dysarthrie beim Subtyp PSP-P frühestens 24 Monate nach Erkrankungsbeginn festgestellt werden. Die Daten dieser Studie verdeutlichen, dass der Frage nach einer subtypenspezifischen Ausprägung der Dysarthrie bei PSP eine Längsschnittsstudie folgen sollte, um die ermittelten Ergebnisse zu konsolidieren. / Progressive Supranuclear Palsy (PSP) is an atypical Parkinsonian syndrome characterized by gait ataxia, slowing or inability to generate vertical saccadic eye movements, axial rigidity, cognitive disorders and a progressive dysarthria. The dysarthria may include abnormalities in strength, speed, range, tone or accuracy of speech movements. As the disease progresses, important functional components of speech including respiration, phonation, resonance, articulation and prosody are affected. The question is what kind of dysarthria do we find in PSP? Until now it remains unclear, if the dysarthric characteristics of PSP vary in way as described by Williams et al. (2005) who found clinically distinct symptom patterns of a Parkinsonian form of PSP (PSP-P) distinct from a classical form (Richardson Syndrome). The aim of the cross-sectional multi center study was to investigate the specific dysarthric symptoms in patients with PSP. Until now it remains unclear, whether there are two different points on a continuous spectrum of speech disturbances or if there exist distinct „profiles“ of dysarthria according to the proposed Richardson Syndrome (PSP-RS) with early onset of postural instability and falls, vertical gaze palsy and cognitive dysfunctions and the PSP with Parkinsonism (PSP-P) with asymmetric onset, tremor, early bradykinesia, non-axial dystonia and response to levodopa medications in the beginning. „Bogenhausener Dysarthrieskalen“ (BoDys) was used as base-line dysarthria scale: pitch pattern, loudness range, voice quality, respiration and resonance capacities, prosody and articulation were rated. Furthermore, the intelligibility is a most important index of functional impairment in dysarthria. Therefore, the „Munich Intelligibility Profile (MVP)“, a computer-based method for the assessment of the intelligibility of dysarthric patients, was used to describe the intelligibility of the patients. The PSP-P-group, at the beginning frequently confused with patients with PD, showed rigide-hypokinetic dysarthric features with hypophonia as cardinal symptom. In contrast the patients with the “classical” PSP-RS-Type show severe speech impairments in terms of a very effortful speak with a progressive loss of intelligibility. They show spastic components of dysarthria, like a very strained-strangled voice with breaks and voice stoppages, harshness and reduced pitch and loudness variability. Their loudness often is inadequate in terms of the so called “lions voice”. Further they show a hypernasality, the articulation is imprecise, the vowels are distorted. Concerning the prosody there is a very slow and strained rate of speech with equal or excess stress. The results show that the patients with PSP-RS generally suffer from severe and more progressive speech impairments beginning early after disease onset, whereas the PSP-P-group shows rather moderate symptoms. The dysarthria in PSP is subtype-specific. The hypothesis of different dysarthric profiles for the proposed clinical subtypes "Richardson Syndrome" (PSP-RS) and "PSP with parkinsonism" (PSP-P) was confirmed and based on a discriminant analysis that identified distinctive dysarthric features for both subgroups.

Der Beitrag entwickelt einen Betrachtungsrahmen für E-Publikationen. Hierzu werden Merkmale mit einem Fokus auf General Online Content Services entwickelt und mit zugehörigen Merkmalsausprägungen eingeführt. Die Merkmale lassen sich wie folgt gruppieren: Publikationsweise (Veröffentlichungsform, Art der Primärinhalte, Publikationsweise und Erscheinungshäufigkeit), ausgewählte Akteure (Autoren, Autorentyp und Redakteure), funktionaler Umfang (Personalisierungsmöglichkeiten und Funktionen) und ökonomische Aspekte (Einnahmequellen, Preisfindung und Bezahlmöglichkeiten). Die Anwendbarkeit der Betrachtungsmerkmale wird an Hand von zwei Beispielspublikationen aus obiger Anwendungsdomäne und einem domänenfremden Beispiel getestet. Im Ergebnis erweisen sich die vorgeschlagenen Merkmale und ihre Ausprägungen als anwendbar und abprüfbar. Neben der Möglichkeit der Bestandsaufnahme, die bei einer einzelnen E-Publikation im Zeitverlauf Veränderungen abbilden kann, bietet der durch die Merkmale geformte Betrachtungsrahmen eine Möglichkeit, verschiedene elektronische Publikation vergleichend gegenüberzustellen, Stärken und Schwächen zu identifizieren und dadurch Entwicklungspfade für Erweiterung und Ausbau einer E-Publikation aufzuzeigen.

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The localization of autonomous ground vehicles in dense urban environments poses a challenge. Applications in classical outdoor robotics rely on the availability of GPS systems in order to estimate the position. However, the presence of complex building structures in dense urban environments hampers a reliable localization based on GPS. Alternative approaches have to be applied In order to tackle this problem. This thesis proposes an approach which combines observations of a single perspective camera and odometry in a probabilistic framework. In particular, the localization in the space of appearance is addressed. First, a topological map of reference places in the environment is built. Each reference place is associated with a set of visual features. A feature selection is carried out in order to obtain distinctive reference places. The topological map is extended to a hybrid representation by the use of metric information from Geographic Information Systems (GIS) and satellite images. The localization is solved in terms of the recognition of reference places. A particle lter implementation incorporating this and the vehicle's odometry is presented. The proposed system is evaluated based on multiple experiments in exemplary urban environments characterized by high building structures and a multitude of dynamic objects.

The localization of autonomous ground vehicles in dense urban environments poses a challenge. Applications in classical outdoor robotics rely on the availability of GPS systems in order to estimate the position. However, the presence of complex building structures in dense urban environments hampers a reliable localization based on GPS. Alternative approaches have to be applied In order to tackle this problem. This thesis proposes an approach which combines observations of a single perspective camera and odometry in a probabilistic framework. In particular, the localization in the space of appearance is addressed. First, a topological map of reference places in the environment is built. Each reference place is associated with a set of visual features. A feature selection is carried out in order to obtain distinctive reference places. The topological map is extended to a hybrid representation by the use of metric information from Geographic Information Systems (GIS) and satellite images. The localization is solved in terms of the recognition of reference places. A particle lter implementation incorporating this and the vehicle's odometry is presented. The proposed system is evaluated based on multiple experiments in exemplary urban environments characterized by high building structures and a multitude of dynamic objects.

Several applications have been proposed for wireless sensor networks, including habitat monitoring, structural health monitoring, pipeline monitoring, and precision agriculture. Among the desirable features of wireless sensor networks, one is the ease of deployment. Since the nodes are capable of self-organization, they can be placed easily in areas that are otherwise inaccessible to or impractical for other types of sensing systems. In fact, some have proposed the deployment of wireless sensor networks by dropping nodes from a plane, delivering them in an artillery shell, or launching them via a catapult from onboard a ship. There are also reports of actual aerial deployments, for example the one carried out using an unmanned aerial vehicle (UAV) at a Marine Corps combat centre in California -- the nodes were able to establish a time-synchronized, multi-hop communication network for tracking vehicles that passed along a dirt road. While this has a practical relevance for some civil applications (such as rescue operations), a more realistic deployment involves the careful planning and placement of sensors. Even then, nodes may not be placed optimally to ensure that the network is fully connected and high-quality data pertaining to the phenomena being monitored can be extracted from the network. This work aims to address the problem of random deployment through two complementary approaches: The first approach aims to address the problem of random deployment from a communication perspective. It begins by establishing a comprehensive mathematical model to quantify the energy cost of various concerns of a fully operational wireless sensor network. Based on the analytic model, an energy-efficient topology control protocol is developed. The protocol sets eligibility metric to establish and maintain a multi-hop communication path and to ensure that all nodes exhaust their energy in a uniform manner. The second approach focuses on addressing the problem of imperfect sensing from a signal processing perspective. It investigates the impact of deployment errors (calibration, placement, and orientation errors) on the quality of the sensed data and attempts to identify robust and error-agnostic features. If random placement is unavoidable and dense deployment cannot be supported, robust and error-agnostic features enable one to recognize interesting events from erroneous or imperfect data.

Several applications have been proposed for wireless sensor networks, including habitat monitoring, structural health monitoring, pipeline monitoring, and precision agriculture. Among the desirable features of wireless sensor networks, one is the ease of deployment. Since the nodes are capable of self-organization, they can be placed easily in areas that are otherwise inaccessible to or impractical for other types of sensing systems. In fact, some have proposed the deployment of wireless sensor networks by dropping nodes from a plane, delivering them in an artillery shell, or launching them via a catapult from onboard a ship. There are also reports of actual aerial deployments, for example the one carried out using an unmanned aerial vehicle (UAV) at a Marine Corps combat centre in California -- the nodes were able to establish a time-synchronized, multi-hop communication network for tracking vehicles that passed along a dirt road. While this has a practical relevance for some civil applications (such as rescue operations), a more realistic deployment involves the careful planning and placement of sensors. Even then, nodes may not be placed optimally to ensure that the network is fully connected and high-quality data pertaining to the phenomena being monitored can be extracted from the network. This work aims to address the problem of random deployment through two complementary approaches: The first approach aims to address the problem of random deployment from a communication perspective. It begins by establishing a comprehensive mathematical model to quantify the energy cost of various concerns of a fully operational wireless sensor network. Based on the analytic model, an energy-efficient topology control protocol is developed. The protocol sets eligibility metric to establish and maintain a multi-hop communication path and to ensure that all nodes exhaust their energy in a uniform manner. The second approach focuses on addressing the problem of imperfect sensing from a signal processing perspective. It investigates the impact of deployment errors (calibration, placement, and orientation errors) on the quality of the sensed data and attempts to identify robust and error-agnostic features. If random placement is unavoidable and dense deployment cannot be supported, robust and error-agnostic features enable one to recognize interesting events from erroneous or imperfect data.